CN206810710U - 一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，流水线装置包括传送带，该传送带用于传输以等距方式加入且含有爆珠的香烟滤棒；爆珠添加装置包括爆珠传感器和爆珠挤压装置；机器视觉装置包括工业智能相机、条形光源、相机触发传感器和固定支架，用于清晰拍摄完整爆珠图像的工业智能相机；视觉控制器装置包括图像处理控制器，用于图像处理并输出控制信号；剔除装置包括剔除控制单元、空气压缩机、气体传输管线、电磁阀等。本实用新型可以在线对香烟爆珠滤棒的质量进行检测，并且不受流水线运动速度的影响，在保证工业智能相机正常采集图像情况下，能够快速准确控制工业智能相机快门，进而精确检测到运动物体，实现工业智能相机拍照最佳。

Description

一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置

技术领域

本实用新型涉及滤棒生产工艺技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置。

背景技术

香烟滤棒添加爆珠可以增加香烟的特殊香味，提高产品附加值。近年尤为受到烟草行业的追捧。然而在爆珠灌装过程中，由于传送带波动和爆珠挤压装置抖动，会导致爆珠添加出现漏添或者多添的情况。而目前对香烟爆珠滤棒质量检测，主要是离线的人工抽检。人工抽检具有工作量大，效率低，检测不准确的缺点。随着机器视觉技术的发展，越来越多的流水线检测采用了机器视觉技术，此实用新型通过设计一种香烟爆珠滤棒专用机器视觉装置来解决传送带波动和爆珠挤压装置抖动时异常香烟滤棒检测问题，可以极大提高产业效率，获得更好的生产效益。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，通过在生产工艺流水线上增加高速工业智能相机，解决了此流水线上高速运动成像清晰度和完整度的问题；通过在流水线上增加工业光源，解决了工业智能相机曝光时间短，曝光强度不够，及光照不均匀的问题；通过在流水线上增加相机触发传感器，解决了工业智能相机快门触发问题；通过在流水线上增加视觉控制器，解决信号处理问题；通过在流水线上增加剔除装置，解决不合格滤棒剔除问题。

技术方案：本实用新型所述的一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，包括流水线装置、爆珠添加装置、机器视觉装置、视觉控制器装置、剔除装置：

所述的流水线装置包括传送带，该传送带用于传输以等距方式加入且含有爆珠的香烟滤棒；

所述的爆珠添加装置包括相互电连接的爆珠传感器和爆珠挤压装置，所述爆珠挤压装置设在传送带上方；

所述的机器视觉装置用于清晰拍摄完整爆珠的图像，包括工业智能相机、条形光源、相机触发传感器和固定支架，所述相机触发传感器安装于固定支架的侧部位置，并固定于支架上，用于目标区域触发，产生触发信号，控制工业智能相机拍照，相机触发传感器的输出信号通过触发线与工业智能相机电连接；

所述的视觉控制器装置是系统控制总站，其输入端与工业智能相机输出端连接，根据香烟爆珠滤棒视觉信息，通过千兆以太网实现对实时图像信息的处理，通过串口实现控制命令的发送；

所述的剔除装置为接收视觉控制器给出的剔除信号，并通过高压气喷枪完成剔除动作，包括剔除控制单元、空气压缩机、气体传输管线、电磁阀、香烟爆珠滤棒吹嘴和不合格香烟滤棒收集箱，剔除控制单元的输入端与视觉控制器装置的输出端连接，剔除控制单元的输出端分别连接有空气压缩机、电磁阀。

进一步的，所述传送带由安装在机架上的伺服电机驱动，待测香烟爆珠滤棒以高速在传送带上运动。

进一步的，所述爆珠传感器触发后，爆珠挤压装置就会发出信号挤压爆珠到两支滤棒的空隙里。

进一步的，所述相机触发传感器触发后，工业智能相机就会进行拍照，其通讯介质为光纤，速度为微秒。

进一步的，所述相机触发传感器上还安装了清扫灰尘的设备，每隔一段时间清扫装置就会打开，使传感器更加灵敏。

进一步的，所述条形光源由高密度贴片式LED阵列组成，并且采用多角度条形光源。

进一步的，所述空气压缩机通过气体传输管线与香烟爆珠滤棒吹嘴连通，所述香烟爆珠滤棒吹嘴还电连接有电磁阀。

进一步的，所述不合格香烟滤棒收集箱安装于传送带的侧面，用于接收不合格的香烟滤棒。

进一步的，所述工业智能相机还设有专家控制装置，能自适应调整快门延迟时间，确保流水线速度波动时，能动态调整快门延迟时间，完整的抓拍目标。

有益效果：本实用新型优点在于可以在线对香烟爆珠滤棒进行实时检测；同时不受流水线运动速度的影响，在保证工业智能相机正常采集图像情况下，能够快速准确控制工业智能相机快门，进而精确检测到运动物体，实现智能相机拍照最佳，为图像处理奠定良好基础，创造了最佳生产效益。

本实用新型的优点和积极效果：

1、为了提高检精度，快速响应，利用光纤介质的相机触发传感器，同时在传感器表面上安装定时清理装置，每隔一定时间会自动清理传感器表面。

2、检测高速运动物体，本实用新型采用高速工业智能相机，能够在高速、速度不均匀环境下拍摄出清晰准确的图像。

3、能大大提高工业自动化的程度、提高产品的质量、降低人工成本。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为采用本实用新型装置后爆珠在工业生产的三种情况；

图3为传统机器视觉拍摄到的图像。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示的一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，包括流水线装置、爆珠添加装置、机器视觉装置、视觉控制器装置、剔除装置：

所述的流水线装置包括传送带1，该传送带1用于传输以等距方式加入且含有爆珠5的香烟滤棒2，所述传送带1由安装在机架上的伺服电机驱动，待测香烟爆珠滤棒以高速在传送带上运动。

所述的爆珠添加装置包括相互电连接的爆珠传感器3和爆珠挤压装置4，所述爆珠挤压装置4设在传送带上方，爆珠传感器3触发后，爆珠挤压装置4就会发出信号挤压爆珠到两支滤棒的空隙里。

所述的机器视觉装置用于清晰拍摄完整爆珠的图像，包括工业智能相机6、条形光源7、相机触发传感器8和固定支架9，所述相机触发传感器8安装于固定支架9的侧部位置，并固定于支架9上，用于目标区域触发，产生触发信号，控制工业智能相机6拍照，相机触发传感器8的输出信号通过触发线与工业智能相机6电连接；相机触发传感器8采用光纤介质，其检测速度为微秒即便是微小的目标物也可以快速检测到，即响应时间快。所述的相机触发传感器8上安装了清扫灰尘的设备，每隔一段时间，清扫装置就会打开，使传感器更加灵敏。条形光源7由高密度贴片式LED阵列组成，并且采用多角度条形光源。所述工业智能相机6还设有专家控制装置，能自适应调整快门延迟时间，确保流水线速度波动时，能动态调整快门延迟时间，完整的抓拍目标。

所述的视觉控制器装置10是系统控制总站，其输入端与工业智能相机6输出端连接，根据香烟爆珠滤棒视觉信息，通过千兆以太网实现对实时图像信息的处理，通过串口实现控制命令的发送；

所述的剔除装置为接收视觉控制器给出的剔除信号，并通过高压气喷枪完成剔除动作，包括剔除控制单元11、空气压缩机12、气体传输管线13、电磁阀14、香烟爆珠滤棒吹嘴15和不合格香烟滤棒收集箱16，剔除控制单元11的输入端与视觉控制器装置10的输出端连接，剔除控制单元11的输出端分别连接有空气压缩机12、电磁阀14。所述空气压缩机12通过气体传输管线13与香烟爆珠滤棒吹嘴15连通，所述香烟爆珠滤棒吹嘴15还电连接有电磁阀14，以便电磁阀14打开时有高压气流从香烟爆珠滤棒吹嘴15吹出，将不合格的香烟爆珠滤棒剔除。所述不合格香烟滤棒收集箱16安装于传送带的侧面，用于接收不合格的香烟滤棒。

在高速流的传送带1上，香烟滤棒2分别以等距的方式由机器加入，爆珠传感器3触发后，爆珠挤压装置4就会挤下一颗爆珠5，落在两支烟滤棒之间，重复此种动作，完成爆珠添加。

在两支香烟滤棒之间就有可能没有或者含有多个爆珠，导致产品不合格。若香烟滤棒之间含有一个爆珠且图像完整则合格，若无爆珠、无完整爆珠或者多个爆珠则检测为不合格。

图2所示的为爆珠在工业生产中的三种情况，图2（a）为检测区域不含有爆珠，图2（b）为含有一个爆珠，图2（c）为含有两个爆珠。不加机器视觉装置时，就很难判断爆珠状态，传统工业相机不具备控制功能，当流水线速度波动时，会出现图3中的2种情况，导致拍照具有不确定性，无法检测。本实用新型增加的机器视觉装置采用了工业智能相机，能够确保完整准确地拍摄出动态香烟爆珠滤棒图像，即只会采集到图2中的几种香烟爆珠滤棒图像。

本实用新型使用步骤：

步骤1）视觉控制器控伺服电机带动流水线运作，香烟滤棒分别以等距的方式由机器加入，爆珠挤压装置挤下一颗爆珠，落在两支滤棒之间，重复此种动作，完成爆珠添加。

步骤2）当流水线上滤棒移动到相机触发传感器感应区域内，传感器触发信号给工业智能相机进行拍照。

步骤3）在常亮的条形光源照明下，工业智能相机实时计算滤棒在图像的位置，当滤棒位置产生偏移，自适应调整快门延迟时间，捕捉香烟爆珠滤棒的完整图像，并将捕捉到的图像传送该视觉控制器。

步骤4）视觉控制器对接收到的滤棒图像进行处理和运算，并将检测不合格的滤棒以脉冲信号输出至剔除单元。

步骤5）剔除单元接收到剔除信号后，驱动空气压缩机、气体传输管线、电磁阀和吹嘴将不合格滤棒吹扫至收集箱。

本实用新型设计的检测装置能够抓拍到完整、清晰的香烟爆珠滤棒图像，并剔除不合格产品，解决了快门控制的难点，提高了工业生产的效率、质量，能够在工业生产中很好运用。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，其特征在于：包括流水线装置、爆珠添加装置、机器视觉装置、视觉控制器装置、剔除装置：

所述的流水线装置包括传送带，该传送带用于传输以等距方式加入且含有爆珠的香烟滤棒；

所述的爆珠添加装置包括相互电连接的爆珠传感器和爆珠挤压装置，所述爆珠挤压装置设在传送带上方；

所述的机器视觉装置用于清晰拍摄完整爆珠的图像，包括工业智能相机、条形光源、相机触发传感器和固定支架，所述相机触发传感器安装于固定支架的侧部位置，并固定于支架上，用于目标区域触发，产生触发信号，控制工业智能相机拍照，相机触发传感器的输出信号通过触发线与工业智能相机电连接；

所述的视觉控制器装置是系统控制总站，其输入端与工业智能相机输出端连接，根据香烟爆珠滤棒视觉信息，通过千兆以太网实现对实时图像信息的处理，通过串口实现控制命令的发送；

所述的剔除装置为接收视觉控制器给出的剔除信号，并通过高压气喷枪完成剔除动作，包括剔除控制单元、空气压缩机、气体传输管线、电磁阀、香烟爆珠滤棒吹嘴和不合格香烟滤棒收集箱，剔除控制单元的输入端与视觉控制器装置的输出端连接，剔除控制单元的输出端分别连接有空气压缩机、电磁阀。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，其特征在于：所述传送带由安装在机架上的伺服电机驱动，待测香烟爆珠滤棒以高速在传送带上运动。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，其特征在于：所述爆珠传感器触发后，爆珠挤压装置就会发出信号挤压爆珠到两支滤棒的空隙里。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，其特征在于：所述相机触发传感器触发后，工业智能相机就会进行拍照，其通讯介质为光纤，速度为微秒。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，其特征在于：所述相机触发传感器上还安装了清扫灰尘的设备，每隔一段时间清扫装置就会打开，使传感器更加灵敏。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，其特征在于：所述条形光源由高密度贴片式LED阵列组成，并且采用多角度条形光源。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，其特征在于：所述空气压缩机通过气体传输管线与香烟爆珠滤棒吹嘴连通，所述香烟爆珠滤棒吹嘴还电连接有电磁阀。

8.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，其特征在于：所述不合格香烟滤棒收集箱安装于传送带的侧面，用于接收不合格的香烟滤棒。

9.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的香烟爆珠滤棒检测装置，其特征在于：所述工业智能相机还设有专家控制装置，能自适应调整快门延迟时间，确保流水线速度波动时，能动态调整快门延迟时间，完整的抓拍目标。